Europa enfrenta una creciente falta de agua, un desafío que excede los episodios específicos de sequía. El aumento de la demanda de agua, agregada a la gestión ineficiente y el impacto del cambio climático, establece sectores clave como la agricultura.
En países como Chipre, Grecia, Italia y España, hasta el 60% del consumo de agua se intenta a la agricultura, lo que dificulta la garantía de un suministro de agua sostenible.
Ante este desafío, la reutilización de aguas residuales tratadas, conocidas como "agua regenerada", se ha convertido en una prioridad en las políticas ambientales europeas. Esta agua, que proviene de las plantas de tratamiento de aguas residuales (EDAR), se puede utilizar de manera segura para el riego agrícola después de los tratamientos avanzados.
Desinfectar y eliminar microcontaminantes
Para armonizar esta práctica a nivel europeo, la Regulación (UE) 2020/74/741 determina la clasificación de cualidades acuáticas regeneradas en función de su uso y método de riego, con requisitos de desinfección específicos.
Además, propone un plan para identificar los riesgos asociados con la presencia de compuestos potencialmente peligrosos, como "microcontaminantes" o "contaminantes en la emergencia" (pesticidas, medicina, hormonas y antibióticos, entre otras cosas).
Una directiva reciente a tiempo completo (UE) 2024/3019 sobre el tratamiento de aguas residuales urbanas determina la necesidad de aplicar un tratamiento adicional en el EDAR para reducir la carga de microcontaminantes en los ecosistemas. También promueve la neutralidad de energía y fomenta el uso de energía renovable.
Este nuevo marco legislativo enfatiza la necesidad urgente de desarrollar alternativas sostenibles a los tratamientos convencionales, como el cloro y la ozonización, que actualmente prevalece en EDAR.
Estas instalaciones deben transformarse en estaciones de aguas residuales (EARR), que las incluirán para que sean más eficientes, más sostenibles y más seguras.
Procesos de oxidación avanzados
En este contexto, la Unidad de Regeneración del Agua de la Universidad de Almería ha investigado más de una década de tecnologías sostenibles y eficientes para renovar una atención especial a los procesos de oxidación avanzados utilizados con la ventaja de los procesos de oxidación avanzados.
Reactor tipo RATVAI utilizado para la regeneración de aguas residuales. Centro de Investigación de Energía Solar de la Unidad de Regeneración del Agua (CIESOL). Universidad de Almería.
Una de las tecnologías que evaluamos es el proceso llamado Photo-Fenton Solar, basado en la reacción entre el peróxido de hidrógeno y los iones de hierro bajo radiación solar. Esta reacción crea radicales hidroxilo, que eliminan microcontaminantemente e inactivan patógenos presentes en las aguas residuales, sin crear desechos peligrosos.
Nuestro grupo de investigación es pionero en la implementación de un proceso solar de la foto en los reactores de carreras de carreras. Estos reactores, bajo precio, consisten en canales abiertos con superficies entre 37 m2 y 100 m2 que es agua recirculada. Se instalan en varios EDAR de Almería, incluidas las áreas urbanas (El Bobar y Toio) y las rurales (Uleila del Campo).
Usando bajas dosis de reactivo y un corto tiempo de tratamiento, más del 70% del agua de Clase B se logra de acuerdo con la Regulación (UE) 2020/741; esto significa que el agua se puede reutilizar en los cultivos alimenticios y no está en contacto directo.
Cada medidor cuadrado del reactor produce suficiente agua regenerada al agua por día de vegetales de 1,000 m² en invernaderos, buena motivación de los agricultores para usar esta tecnología.
Es paralelo, desarrollado un fotón de cloro desarrollado, una nueva estrategia que combina la acción de bactericida del hipoclorito de sodio con la capacidad del proceso de foto-fentón para eliminar los microcontaminantes. Por lo tanto, logramos reducir el tiempo de tratamiento y logramos la eliminación de microcontaminantes y patógenos, sin crear un cloro tóxico de producto.
Microalgios que ayudan a limpiar agua
Actualmente investigamos una combinación de microalgas y foto-foto-Ant para obtener agua regenerada para la reutilización en la agricultura y en la biomasa de los productos de su vez.
Las microalgas consumen nutrientes presentes en las aguas residuales, como el nitrógeno y el fósforo que se mezclan negativamente en el proceso de Photo Fenton.
Por lo tanto, ajustando las condiciones de trabajo para el tratamiento de microalgas, el agua se obtiene con las características apropiadas para la próxima aplicación del proceso de foto-fentón.
Esta sinergia permite la calidad del agua regenerada más apasionada (Clase A) y alcanza más del 90% de eliminación de microcontamina, reduciendo los costos laborales y los impactos ambientales.
Tecnología de bajo consumo de energía
Sin embargo, el sol no siempre brilla. Por lo tanto, también exploramos el uso de la luz en función de la tecnología LED. Estos sistemas permiten que el interior o área con baja radiación solar, ajustando la longitud de onda (que corresponde a diferentes niveles de energía) mejorar la eficiencia del tratamiento de regeneración del agua.
Además, pueden trabajar las 24 horas del día: con energía solar fotovoltaica durante el día y las baterías solares durante la noche, lo que reduce el consumo eléctrico y el impacto ambiental.
El avance de estas tecnologías finalmente enfatiza la necesidad de implementación de estrategias de automatización y control para optimizar el trabajo de los fotoriadores y garantiza una calidad estable de agua tratada que siempre es consistente con los límites permitidos.
Esta nueva línea de investigación, en la que también lo hacemos, es crucial para la aplicación comercial futura de tratamiento avanzado para la regeneración del agua.
Los métodos de regeneración ahora están disponibles. Y funcionan. Ahora se necesita el compromiso de las administraciones, se necesita el sector agrícola y la ciudadanía. Cada vez más planetas "sedientos", dar una nueva vida de agua es crucial para minimizar la falta y lograr la sostenibilidad.
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